[发明专利]一种用于光电催化水解离膜的制备方法

说明书

本发明属于水解离膜制备方法技术领域，具体涉及一种用于光电催化水解离膜的制备方法。本发明用于光电催化水解离膜的制备方法，由阳离子交换膜、混合金属氧化物膜和阴离子交换膜组成，具体制备方法包括以下步骤：(1)制备阳离子交换膜；(2)制备混合金属氧化物膜：称取混合金属氧化物混散于有机溶剂中，超声震荡后旋凃于步骤(1)中的阳离子交换膜表面，在50℃烘干后得到MMO膜；(3)制备阴离子交换膜：采用聚乙烯醇、聚苯醚、聚砜、苯乙烯、阴离子交换树脂、聚乙烯苄基氯中的一种作为阴离子交换膜的支撑骨架，伯氨基、仲氨基、叔氨基、季氨基的一种作为阴离子交换膜的固定基团，通过流延法制备阴离子交换膜，流延于步骤(2)中的MMO膜表面。

技术领域

本发明属于水解离膜制备方法技术领域，具体涉及一种用于光电催化水解离膜的制备方法。

背景技术

双极膜是由阳离子交换膜、阴离子交换膜、以及中间界面层构成，由于其优异的性能，已经被广泛应用到酸碱生产、污水处理、有机合成等领域。当在双极膜两侧反向加压时(阳离子交换膜层朝向负极，阴离子交换膜层朝向正极)，两种离子交换膜层中的带电离子就会从中间界面层向主体溶液迁移，当膜中的带电离子全部迁移完后，电流的负载就要由中间界面层的水离解产生的氢离子和氢氧根离子来完成，中间界面层消耗的水又可以通过膜两侧溶液中的水向膜中间界面层渗透来弥补。

双极膜中间界面层水解离效率的大小是度量双极膜性能优越性的关键因素之一，因此，提高双极膜中间界面层水解离效率就尤为重要。目前研究者们采用的主要方法是对阴阳、离子交换膜进行改性，或者是在阴、阳两膜层之间增加第三层即催化剂层，加快水解离速率。水解离速率的提高有利于降低双极膜的阻抗，从而节约了电能消耗。Wakamatsu等运用静电喷涂沉积法制备了阴离子交换纤维和阳离子交换纤维的双极膜，由于纳米级的纤维具有大的比表面积和高的催化活性，大大加速了双极膜中间界面层水解离(Journal ofColloid and Interface Science,2006,300,442)。徐铜文等将羧基化的超支化聚酯H30-COOK加入到双极膜中，增强了双极膜中间界面层的亲水性，加速了水解离，降低了膜阻抗，节约了电能消耗(Journal of Membrane Science,2009,344,129)。就目前双极膜水解离情况而言，尽管在某种程度上取得一定的效果，但总体来说，水解离效率仍然较低，而且对电能的消耗较大。

发明内容

本发明主要针对现有技术中双极膜水解离效率低、电能消耗大的问题，提供一种用于光电催化水解离膜的制备方法。

本发明为解决上述问题而采取的技术方案为：

一种用于光电催化水解离膜的制备方法，由阳离子交换膜、混合金属氧化物膜和阴离子交换膜组成，具体制备方法包括以下步骤：

(1)制备阳离子交换膜：采用聚乙烯醇、聚苯醚、聚砜和苯乙烯中的一种或几种任意比例的混合物作为阳离子交换膜的支撑骨架；磺酸基、羧酸基和磷酸基中的一种或几种任意比例的混合物作为阳离子交换膜的固定基团，通过流延法制备阳离子交换膜，面积为5×5cm²,厚度为30～80μm；

(2)制备混合金属氧化物膜：称取1.0～5.0g混合金属氧化物混散于有机溶剂中，超声震荡后旋凃于步骤(1)中的阳离子交换膜表面，在50℃烘干后得到厚度为0.05～0.5μm的MMO膜；

(3)制备阴离子交换膜：采用聚乙烯醇、聚苯醚、聚砜、苯乙烯、阴离子交换树脂、聚乙烯苄基氯中的一种或几种任意比例的混合物作为阴离子交换膜的支撑骨架，伯氨基、仲氨基、叔氨基、季氨基的一种或几种任意比例的混合物作为阴离子交换膜的固定基团，通过流延法制备阴离子交换膜，流延于步骤(2)中的MMO膜表面，面积为5×5cm²,厚度为30～80μm。